pengaruh perubahan bentuk dethridge wheel terhadap

LAPORAN PENELITIAN

PENELITIAN DASAR KEILMUAN (PDK)

PENGARUH PERUBAHAN BENTUK DETHRIDGE WHEEL

TERHADAP PENINGKATAN UNJUK KERJANYA

TIM PENGUSUL

Oktarina Heriyani S.Si, MT (0305067702)

Drs. M. Yusuf. D, MT (0330016001)

Nomor Surat Kontrak Penelitian : 360/F.03.07/2017

Nilai Kontrak : Rp.14.989.000,00

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PROF. DR. HAMKA

TAHUN 2018

ABSTRAK

Pemanfaatan energi air menjadi energi listrik telah banyak dilakukan. Gerakan aliran air

sangat berpengaruh terhadap energi yang dihasilkan. Besarnya energi yang dihasilkan dipengaruhi

oleh tekanan, aliran air, dan gerakkan kincir yang digunakan. Gerakkan kincir dipengaruhi bentuk

blade kincir air untuk merubah aliran air menjadi putaran dan pada akhirnya menjadi energi listrik.

Oleh karena itu, tujuan dari penelitian ini melihat unjuk kerja dethridge wheel yang dapat dihasilkan.

Target khusus yang akan dicapai membuat bentuk dethridge wheel yang dapat menghasilkan kinerja

kincir terbaik. Metode yang digunakan dalam mencapai tujuan adalah metode perbandingan. Hasil

putaran dan torsi dethridge wheel akan digunakan untuk menghitung daya dan efesiensinya. Untuk

eksperimen pengambilan datanya dibuat sebuah kanal skala kecil untuk pengoperasian dethridge

wheel yang dilengkapi dengan flowmeter, pompa yang memiliki debit hingga 4,7 m3/jam, torsimeter

untuk pengukur torsi, dan inverter untuk mengatur laju aliran dengan cara merubah putaran pompa.

Dethridge wheel dibuat dengan menggunakan almunium dan multipleks yang dilapisi aquaproof

dan mani. Berdasakan hasil pengujian didapat efesiensi tertinggi adalah 43,314 % dengan variasi

debit pertama sebesar 0,006 m3 s⁄ . Hasil akhir penelitian ini dengan luaran yang ditargetkan adalah

publikasi pada seminar internasional untuk prosiding terindeks scopus dan prototype dethridge

wheel.

Kata kunci: dethridge, wheel, energi, kinerja, daya

iii

DAFTAR ISI

Halaman Sampul

Halaman Pengesahan

Kontrak Penelitian

Abstrak

Daftar Isi i

Daftar Tabel ii

Daftar Gambar iii

BAB 1. PENDAHULUAN 1

BAB 2. KAJIAN PUSTAKA 3

BAB 3. METODE PENELITIAN 8

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 13

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 18

BAB 6 HASIL YANG DICAPAI 19

DAFTAR PUSTAKA 20

LAMPIRAN – LAMPIRAN

iv

DAFTAR TABEL

Tabel 4. 1 Data variasi debit 15

Tabel 4. 2 Hasil pengukuran kecepatan aliran air 15

Tabel 4. 3 Hasil pengukuran ketinggian air 15

Tabel 4. 4 Perbandingan kinerja variasi debit 16

v

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Jenis-jenis kincir air 3

Gambar 2.2 Skema sketsa fasilitas uji 5

Gambar 2.3 Skema sketsa fasilitas uji 5

Gambar 2.4 Dethridge Wheel 5

Gambar 2.5 Peta Jalan Penelitian Peneliti dan Tim 6

Gambar 2.6 Skema Uji 7

Gambar 3.1 Bagan Alir Penelitian 8

Gambar 3.2 Ukuran Kanal/Bak 9

Gambar 3.3 Dimensi Dethridge Wheel 10

Gambar 3. 4 Sudu tampak depan 10

Gambar 3. 5 Sudu tampak bawah 10

Gambar 3. 6 Sudu tampak samping 11

Gambar 3. 7 Sudu tampak atas 11

Gambar 4.1 Geometri Dethridge Wheel 13

Gambar 4.2 Geometri Kanal 14

Gambar 4. 3 Rangkaian sistem pengujian 14

Gambar 4. 4 Grafik perbandingan debit terhadap efisiensi 16

Gambar 4. 5 Grafik perbandingan daya air, daya kincir dan debit 16

vi

DAFTAR LAMPIRAN

Abstrak Confast 2019

Full paper seminar TEKNOKA 2018

vii

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Listrik bukan lagi suatu kemewahan bagi manusia tetapi lebih menjadi

kebutuhan primer bagi penduduk kota. Namun, itu menjadi cerita yang berbeda

bagi penduduk desa yang jauh dan jauh dari pasokan listrik yang disediakan

oleh Perusahaan Listrik Negara (PLN). Karenanya, berbagai upaya

menghasilkan listrik secara mandiri dengan menggunakan energi yang tersedia

di lingkungan terus dilakukan. Salah satu sumber energi yang sering digunakan

adalah tenaga air. Pemanfaatan energi hidro untuk menghasilkan energi listrik

mendorong berbagai negara untuk mengevaluasi sumber energi yang tersedia

(Laws et al, 2016). Sejumlah penelitian telah dilakukan untuk memanfaatkan

aliran air yang mengalir. Peralatan mekanis tertua yang digunakan untuk

mengubah energi aliran air ke dalam pekerjaan adalah kincir air. Kincir air yang

telah digunakan sejak abad ketiga SM, mengubah fungsinya dari alat memanen

menjadi penggerak generator untuk menghasilkan listrik. Dengan

perkembangan teknologi, kincir air yang menghasilkan listrik head rendah

mulai ditinggalkan dan digantikan oleh mesin hidrolik yang memanfaatkan

head tinggi untuk menghasilkan listrik. Namun, karena lokasi air head tinggi

terbatas, pemanfaatan aliran air dengan head rendah kembali menjadi perhatian

dan dethridge wheel Zuppinger sangat cocok untuk menghasilkan listrik dengan

memanfaatkan aliran air dengan head kurang dari 5 m (Paudel et al, 2017).

Aliran air dengan head kurang dari 5 m dapat ditemukan di saluran irigasi.

Aliran air di saluran irigasi yang memiliki head rendah dapat dimanfaatkan

untuk menghasilkan listrik (Antonio, 2017). Untuk memanfaatkan aliran air

dengan head rendah, seperti aliran irigasi, dethridge wheel, yang awalnya

digunakan sebagai pengukuran aliran, saat ini digunakan untuk pembangkitan

listrik dengan efisiensi 60% (Paudel, 2016) dan kinerjanya meningkat di saluran

tersebut dengan lebar yang dua hingga tiga kali lebih besar dari lebar wheel

(Paudel et al , 2017). Dalam penelitian ini, dethridge wheel digunakan sebagai

penggerak generator listrik. Air yang mengalir akan dibedakan oleh dua

kondisi, undershot dan overshot dengan ketinggian 537 cm. Torsi, rotasi, dan

1

efisiensi dethridge wheel akan diukur dan dianalisis untuk kerugian yang terjadi

dalam sistem.

1.2 Rumusan Masalah

Penjabaran latar belakang di atas yang mendasari diperlukannya penelitian ini

untuk mengungkap berapa besar daya dan efesiensi yang akan dihasilkan

dengan dilakukannya modifikasi bentuk dethridge wheel dan bagaimana

pengaruh modifikasi tersebut terhadap unjuk kerja dethridge wheel.

1.3 Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan besarnya daya dan efisiensi

dethridge wheel dengan melakukan modifikasi bentuknya dan mengetahui

pengaruh bentuk dethridge wheel terhadap peningkatkan unjuk kerjanya.

1.4 Urgensi (Keutamaan Penelitian)

Energi merupakan salah satu kebutuhan pokok dalam melakukan aktifitas sehari

– hari. Dengan bertambahnya jumlah penduduk, maka kebutuhan akan energi

juga semakin bertambah. Hal ini, tidak sebanding dengan persediaan energi

yang ada, terutama energi fosil. Maka dari itu, perlu dikembangkan energi –

energi terbarukan untuk mencegah agar tidak sampai krisis energi di masa akan

datang. Salah satunya dengan memanfaatkan energi air. Selama ini, aliran air

dengan head tinggi yang lebih sering dimanfaatkan dibandingkan head rendah.

Akan tetapi, dengan keterbatasan aliran air head tinggi yang didapat pada

daerah – daerah perkotaan maka pemanfaatan aliran air head rendah menjadi

solusinya. Untuk pemanfaatan aliran air dengan head rendah, bentuk dethridge

wheel memiliki pengaruh dalam menghasilkan daya dan efesiensi sehingga

berpengaruh terhadap kinerja. Jika kinerjanya meningkat maka dapat

digunakan sebagai pembangkit listrik dan saluran irigasi.

2

BAB 2. KAJIAN PUSTAKA/KAJIAN TEORI

Air merupakan sumber energi listrik terbarukan yang paling banyak ditemui

dan yang paling murah saat ini. Energi air yang digunakan untuk produksi listrik

bentuknya bermacam-macam, seperti bentuk energi pasang surut air laut,

gelombang laut, arus samudra, turbin air, dan kincir air (Tomo, 2017).

Kincir air merupakan media untuk merubah energi air menjadi energi

mekanik yang berupa putaran pada poros kincir (Henry et al., 2013). Kincir air

memanfaatkan tinggi jatuh air h dan kapasitas Q. Akan tetapi, air yang masuk ke

dalam dan keluar kincir tidak mempunyai tekanan lebih (over pressure), hanya

tekanan atmosfer saja.

Kincir air berdasarkan aksi dan reaksinya terbagi dua, yaitu, impuls (aksi) dan

reaksi (Himran, 2017). Kincir air aksi akan mengubah head efektif menjadi energi

kinetik sebelum masuk sudu gerak. Daya yang diekstraksi aliran oleh sudu akan

turbin berada pada tekanan atmosfer. Sedangkan, kincir air reaksi akan mengurangi

tekanan dan kecepatan air mulai gerak sudu masuk sampai keluar.

Dikenal ada tiga jenis kincir air berdasarkan sistem aliran airnya (Henry et al.,

2013), yaitu overshot, breast-shot, dan under-shot, seperti pada gambar 2.1.

Gambar 2.2. Jenis-jenis kincir air. (a) Undershot Water wheel, (b) Breastshot Waterwheel dan

(c) Overshot Waterwheel (“Water Wheel,” n.d.)

3

Pada kincir overshot, air melalui atas kincir dan kincir berada di bawah

aliran air. Air memutar kincir dan air jatuh ke permukaan lebih rendah. Kincir

bergerak searah jarum jam. Untuk kincir breast-shot, kincir diletakkan sejajar

dengan aliran air sehingga air mengalir melalui tengah-tengah kincir. Air memutar

kincir berlawanan dengan arah jarum jam. Pada kincir under-shot, posisi kincir air

diletakkan agak ke atas dan sedikit menyentuh air. Aliran air yang menyentuh kincir

menggerakkan kincir sehingga berlawanan arah dengan jarum jam.

Salah satu cara dalam memanfaatkan energi air, yakni dengan

menggunakan kincir air. Menurut Muh Ridwan dan Santika Tito, 2013, output yang

dihasilkan pembangkit listrik tenaga air dapat dibedakan atas large hydro (lebih

dari 100 MW), medium hydro (antara 15 MW-100 MW), small hydro (1 MW-15

MW) mini hydro (daya di atas 100 kW, tetapi di bawah 1 MW), micro hydro (output

yang dihasilkan berkisar 5 kW sampai 100 Kw), dan pico hydro (daya yang

dihasilkan ratusan watt sampai 5 Kw).

Menurut Muh Ridwan dan Santika Tito, 2013, pico hydro adalah istilah yang

digunakan pembangkit listrik dengan memanfaatkan energi air. Dethridge wheel

merupakan salah satu jenis kincir air yang digunakan pada skala pico. Kondisi air

yang dimanfaatkan sebagai sumber daya penghasil listrik memiliki kapasitas dan

ketinggian tertentu dari instalasi. Semakin besar kapasitas aliran maupun

ketinggiannya dari instalasi maka semakin besar energi yang bisa dimanfaatkan

untuk bisa menghasilkan energi listrik. Shakun Paudel dan Nicole Shaenger, 2016

mengatakan bahwa dethridge wheel telah digunakan sejak awal abad 20 untuk

mengukur arus di saluran irigasi dengan prinsip kerja sama dengan kincir air

konvensional. Kondisi ini bisa menjadi pilihan pembangkit listrik yang layak untuk

aplikasi terdesentralisasi di daerah terpencil.

Dethridge wheel merupakan jenis kincir air yang memanfaatkan head

rendah yang ditemukan untuk mengukur arus disaluran irigasi (Shakun Paudel,

2016). Jon Dethridge memperkenalkannya di Australia pada tahun 1910. Menurut

Shakun Paudel, 2013 dengan head rendah dapat memanfaatkan tekanan hidrostatik

yang diciptakan oleh perbedaan antara hulu dan hilir air. Menurut Habil Boris

Lehmann, 2015 bahwa ada tiga desain yang berbeda dari dethridge wheel dalam

4

aplikasinya, yaitu dethridge meter kecil (SDM), large (standar) dethridge meter

(LDM), dan dethridge long meter (DLM).

Gambar 2.2 Skema sketsa fasilitas uji (Shakun Paudel, 2016)

Gambar 2.3 Skema sketsa fasilitas uji (Shakun Paudel , 2016)

Gambar 2.4 Dethridge Wheel (Shakun Paudel, 2016)

5

Untuk memanfaatkan tenaga air dengan head rendah, berbagai penelitian

telah dilakukan oleh peneliti, seperti tergambar pada peta jalan penelitian berikut

ini.

Gambar 2.5 Peta Jalan Penelitian Peneliti dan Tim

Peneliti bersama tim, pada tahun 2016 telah melakukan penelitian

pendahuluan untuk mengetahui efesiensi kincir air sudu datar. Hasil penelitian

didapat bahwa semakin besar ukuran nozzle maka daya yang dihasilkan oleh kincir

semakin kecil. Daya menurun disebabkan energi kinetik yang dihasilkan oleh air

semakin menurun. Nilai persentase efisiensi menurun karena jumlah energi yang

terpakai untuk memutar kincir pun semakin kecil. Semakin besar persentase energi

yang hilang maka akan menurunkan daya yang dihasilkan, sebaliknya jika

persentase energi yang hilang itu kecil maka energi yang dipakai pun semakin besar

(Hangga, Dan Mugisidi, Oktarina & rekan, 2016).

Tahun 2016

•Efesiensikincir air sududatar(Hangga, DanMugisidi,Oktarina, &rekan)

Tahun 2017

•Pengaruhbentuk bladeterhadapkinerja kincir(DanMugisidi,Oktarina H, &rekan)

Utilization ofthe dethridgewheel as alow headpowergeneratorand lossanalysis (DanMugisidi,Oktarina H &rekan)

Tahun 2018•Pengaruhperubahanbentukdethridgewheelterhadappeningkatanunjukkerjanya(Oktarina,Dan Mugisidi,M. Yusuf, &rekan)

Tahun 2019 - 2021•pembuatankanal

•pengujianlapangan

•mengaplikasikannya padadaerahpelosok.

6

Selanjutnya, pada tahun 2017, peneliti bersama tim melakukan penelitian

untuk mengetahui pengaruh bentuk blade terhadap kinerja kincir air. Hasil yang

didapat bentuk blade kincir dethridge modifikasi menghasilkan putaran, torsi, dan

daya yang lebih besar dibandingkan kincir dethridge konvensional baik pada head

nol maupun head 537 cm. Daya yang dihasilkan kincir dethridge modifikasi pada

head 537 cm lebih besar 82,3% dibanding dethridge modifikasi pada head nol.

Efisiensi dethridge wheel sebagai pembangkit listrik sebesar 55%.

Pada penelitian ini yang merupakan kelanjutan dari penelitian sebelumnya,

peneliti bersama tim akan meneliti pengaruh perubahan bentuk dethridge wheel

terhadap peningkatan unjuk kerjanya. Proses penelitian ini mengikuti proses yang

telah dilakukan Paudel & rekan, tetapi menggunakan bahan yang berbeda. Dalam

percobaan ini, blade dan side hub menggunakan kayu yang dilapisi dengan bahan

tahan air. Kanal berisi saluran buatan, pompa dengan kapasitas 25 l/s, flow meter,

rotasi meter, torsi meter dan tangki air seperti yang dapat dilihat pada Gambar

berikut ini.

Gambar 2.6 Skema Uji

Akhir dari peta jalan (roadmap) peneliti dan tim adalah memanfaatkan air

sebagai sumber energi terbarukan yang dapat dimanfaatkan pada daerah – daerah

pelosok untuk pembangkit tenaga listrik. Untuk itu, peneliti bersama tim akan

melakukan beberapa penelitian setelah penelitian ini dalam mencapai tujuan akhir

dari peta jalan peneliti dan tim.

6

7

BAB 3. METODE PENELITIAN

Alur penelitian ini terbagi beberapa tahap seperti tergambar pada diagram berikut

ini.

Mulai

Persiapan

Mendesign bentuk dethridge wheel

Pembuatan

Pengujian

Menganalisa data

Membuat laporan

Seminar internasional

Prototipe dethridge wheel

Mendesign kanal

Gambar 3.1 Bagan Alir Penelitian

Alur penelitian ini dimulai dengan tahap pertama, yaitu melakukan studi literature berupa

jurnal – jurnal sebagai referensi untuk melihat perkembangan penelitian terhadap topik

8

penelitian ini. Lebih khusus lagi, pada tahap ini mencari artikel – artikel berupa jurnal

tentang pengaruh bentuk dethridge wheel terhadap kinerjanya.

Selanjutnya, pada tahap kedua melakukan persiapan material – material yang

digunakan, yaitu kayu sebagai bahan kanal yang akan dilapisi bahan tahan air berupa aqua

proof. Untuk bahan dethridge wheel menggunakan plat baja tebal 1,8 mm dan multiplex

dengan tebal 15 mm sebagai bahan yang dipakai sebagai penutup samping turbin

yang dilapisi aqua proof. Dempul sebagai penutup celah dari sambungan antara plat

besi dan multiplex. Meni kayu dan meni besi masing untuk melapisi plat baja dan

melapisi multiplex. Bearing duduk sebagai bantalan poros pada bak. Untuk poros

dipakai batang besi.

Tahap ketiga, mendesign kanal dan dethridge wheel. Ukuran dimensi kanal

terlihat pada gambar 3.2 berikut ini.

Gambar 3.2 Ukuran Kanal/Bak

Untuk ukuran dethridge wheel terurai pada gambar 3.3 di bawah ini.

9

Gambar 3.3 Dimensi Dethridge Wheel

Dimensi sudu dethridge wheel dapat dilihat pada gambar –gambar di bawah

ini.

Gambar 3. 4 Sudu tampak depan

Gambar 3. 5 Sudu tampak bawah

10

Gambar 3. 6 Sudu tampak samping

Gambar 3. 7 Sudu tampak atas

Setelah mendesign, tahap keempat adalah pembuatan kanal dan dethridge

wheel sesuai dengan design dan bahan yang telah ditentukan. Pengerjaan kanal

dilakukan di pelataran halaman Fakultas Teknik UHAMKA dan laboratorium

Teknik Mesin Fakultas Teknik UHAMKA. Untuk pembuatan sudu dethridge

wheel, melakukan pemesanan di bengkel Pusat Industri Kecil Cikarang. Untuk

perakitan dethridge wheel dilakukan di laboratorium Teknik Mesin, Fakultas

Teknik UHAMKA.

11

Tahap kelima adalah pengujian. Variabel data yang akan diambil adalah

torsi dengan menggunakan torsimeter dan putaran (rpm) dengan menggunakan

tachometer. Selanjutnya, menghitung daya dan efesiensi menggunakan formula

sebagai berikut.

Daya masuk dan daya keluar:

𝑃𝑖𝑛 = 𝑄 ∙ 𝜌 ∙ 𝑔 ∙ 𝐻 dan 𝑃𝑜𝑢𝑡 =2∙𝜋∙𝑁∙𝜏

60

Efesiensi:

𝜂 =𝑃𝑜𝑢𝑡

𝑃𝑖𝑛

Selanjutnya, penulisan laporan penelitian dan melakukan publiksai dengan luaran

yang ditargetkan adalah prosiding terindeks scopus pada seminar internasional

dan prototype dari dethridge wheel dengan unjuk kerja yang terbaik.

12

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

Berdasarkan hasil penelitian didapat data dengan pembahasan sebagai berikut.

4.1. Desain dethridge wheel dan kanal

a. Dethridge Wheel

Ukuran dethridge wheel yang akan dibuat sama dengan ukuran dethridge

wheel pada simulasi Computational Fluid Dynamics (CFD) yang dilakukan oleh

(Paudel & Saenger, 2016).

Gambar 4.1 Geometri Dethridge Wheel

(Irfan Hilmi, 2018)

13

Dethridge wheel pada penelitian ini terbuat dari plat baja dengan ketebalan 1,8 mm.

Runner menggunakan multiplek 15 mm dengan bantalan poros kincir menggunakan

bearing duduk ∅ 25 mm.

b. Desain Kanal

Gambar 4.2 Geometri Kanal

Bahan pembuat kanal adalah multiplek 15 mm dengn dilapisi serat optik dan aqua

proof.

Gambar 4. 3 Rangkaian sistem pengujian

14

Setelah pembuatan dethridge wheel dan kanal, dilakukan pengujian dengan

menggunakan enam variasi debit. Air dipompa dari tangki penampung melewati

flowmeter menuju bangunan air dan keluar melewati pintu bawah langsung

mendorong sudu kincir. Setelah melewati kincir, air mengalir kembali menuju

tangki penampung.

Tabel 4. 4 Data variasi debit

No. Debit (m3 s⁄ ) Debit (liter s⁄ )

1. 0,006 6,360

2. 0,008 8,360

3. 0,010 10,360

4. 0,012 12,360

5. 0,014 14,360

6. 0,016 16,360

Selanjtnya, pengukuran kecepatan aliran air dilakukan dengan menghitung

debit yang mengalir pada luas penampang aliran air.

Tabel 4. 5 Hasil pengukuran kecepatan aliran air

Debit (m3 s⁄ )

Luas

Penampang

(m2)

Kecepatan Aliran Air

(m s⁄ )

0,006 0,015 0,407

0,008 0,019 0,410

0,010 0,022 0,452

0,012 0,027 0,457

0,014 0,031 0,463

0,016 0,033 0,484

Setelah itu mengukur ketinggian air setelah kincir (Z2) diukur menggunakan

meteran, hasil pengukuran ketinggian air dapat dilihat pada Tabel 4.3.

Tabel 4. 6 Hasil pengukuran ketinggian air

Debit (liter s⁄ ) Ketinggian (m)

Z1 Z2

6,360 0,060 0,030

8,360 0,075 0,035

10,360 0,085 0,040

12,360 0,105 0,045

14,360 0,120 0,050

16,360 0,130 0,055

15

Untuk menghitung kinerja detridge wheel dengan variasi 6 (enam) variasi debit,

dilakukan pegukuran kecepatan air, putaran, torsi, daya air dan kincir, serta

efesiensi.

Tabel 4. 4 Perbandingan kinerja variasi debit

Debit

(𝐥𝐢𝐭𝐞𝐫 𝐬⁄ )

Head

(m)

Kecepatan

Alir (𝐦 𝐬⁄ )

Putaran

(rpm)

Torsi

(N.m)

Daya Air

(watt)

Daya Kincir

(watt)

Efisiensi

(%)

6,360 0,030 0,407 6,908 1,115 1,862 0,806 43,314

8,360 0,040 0,410 10,496 1,144 3,263 1,257 38,516

10,360 0,045 0,452 13,387 1,146 4,549 1,606 35,300

12,360 0,060 0,457 16,361 1,225 7,236 2,099 29,001

14,360 0,070 0,463 18,792 1,189 9,809 2,339 23,845

16,360 0,075 0,484 21,576 1,023 11,973 2,310 19,291

Pada Gambar 4.4 tampak bahwa efisiensi berkurang dengan adanya kenaikan

debit, disebabkan karena banyak energi air yang hilang.

Gambar 4. 4 Grafik perbandingan debit terhadap efisiensi

Perbandingan daya air dan daya kincir dapat dilihat pada Gambar 4.5. Daya

kincir dipengaruhi oleh putaran (rpm) dan torsi (N.m).

0.000

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

35.000

40.000

45.000

50.000

0.006 0.008 0.010 0.012 0.014 0.016

Efi

sien

si (

%)

Debit (m3/s)

Efisiensi

16

Gambar 4. 5 Grafik perbandingan daya air, daya kincir dan debit

Secara teori, daya air naik berbanding lurus dengan kenaikan debit dan head.

Kenaikan daya kincir yang tidak sebanding dengan daya air, dapat ditinjau dari

putaran dan torsi. Pada pengukuran putaran yang dilakukan menghasilkan kenaikan

seiring dengan kenaikan debit, secara teoritis dapat dijelaskan bahwa kenaikan debit

berdampak pada kecepatan aliran air.

0.000

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

14.000

0.006 0.008 0.010 0.012 0.014 0.016

Daya A

ir (

watt

) d

an

Daya K

inci

r

(watt

)

Debit (m^3/s)

Daya Air

Daya Kincir

17

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasakan hasil pengujian dan pengambilan data maka dapat disimpulkan.

tertinggi adalah 43,314 % dengan variasi debit pertama sebesar 0,006 m3 s⁄ .

Kenaikan debit menyebabkan efisiensi menurun, karena banyak daya air yang tidak

terpakai maksimal akibat kerugian hidrolis. Penyebab efisiensi mengalami

penurunan karena terjadi beberapa kerugian hidrolis. Kerugian yang disebabkan

adanya gaya hambat pada variasi debit 0,014 m3 s⁄ dan 0,016 m3 s⁄ yang

menyebabkan penurunan torsi pada variasi debit 0,014 m3 s⁄ dan 0,016 m3 s⁄ .

5.2 Saran

Penelitian selanjutnya diharapkan dapat dilakukan untuk memperbaiki

bentuk dan ukuran kincir air detridge wheel atau bangunan air, untuk

mengurangi kerugian-kerugian pada sistem. Perbaikan dan pengembangan

diharapkan karena tipe kincir ini memiliki potensi yang baik, untuk kondisi di

Indonesia banyak sungai-sungai kecil yang memiliki tenaga air head sangat

rendah.

18

BAB 6. LUARAN YANG DICAPAI

Pemakalah di seminar

IDENTITAS SEMINAR

1 Nama Jurnal AIP Conference Proceeding* (abstracted and indexed by Scopus)

2 Website Jurnal Environment, Energy, and Earth Science Web of Conference

3 Status Makalah submit

4 Jenis Prosiding Prosiding International

4 Tanggal Submit 23 Desember 2018

5 Bukti Screen shot

submit

Terlampir

19

https://www.matec-conferences.org/

https://www.matec-conferences.org/

Pemakalah di seminar

IDENTITAS SEMINAR

1 Nama Jurnal Teknoka

2 Website Jurnal https://journal.uhamka.ac.id/index.php/teknoka

3 Status Makalah Sudah dipresentasikan tanggal 22 November 2018

4 Jenis Prosiding Prosiding Nasional

4 Tanggal Submit 20 oktober 2018

5 Bukti Screen shot

submit

Terlampir

20

https://journal.uhamka.ac.id/index.php/teknoka

DAFTAR PUSTAKA

A. Botto, P. Claps, D. Ganora, F. Laio, Regional-scale assessment of energy

potential from hydrokinetic turbines used in irrigation channels, in: SEEP2010

Conf. Proc., 2010: pp. 1–7.

https://www.researchgate.net/publication/267245438 (accessed June 3, 2018).

Buna, A., Siregar, S., Daulay, S. B., & Panggabean, S. (2016). ( Test of Blade

Number of Irrigation Water Power Plant Equipment ), 4(1), 78–82.

D. Antonio Zema, A. Nicotra, V. Tamburino, S. Marcello Zimbone, A simple

method to evaluate the technical and economic feasibility of micro hydro

power plants in existing irrigation systems, (2016).

doi:10.1016/j.renene.2015.06.066.

E. Quaranta, R. Revelli, Performance characteristics, power losses and mechanical

power estimation for a breastshot water wheel, Energy. 87 (2015) 315–325.

doi:10.1016/j.energy.2015.04.079.

Henry, O. S., Daud, A., & Hakki, H. (2013). Analisis Perubahan Dimensi Kincir

Air Terhadap Kecepatan Aliran Air (Studi Kasus Desa Pandan Enim). Jurnal

Teknik Sipil Dan Lingkungan, 1(1), 3–6.

Himran, S. (2017). Turbin Air (Teori dan Dasar Perencanaan) (1st ed.).

Yogyakarta: ANDI.

N.D. Laws, B.P. Epps, Hydrokinetic energy conversion: Technology, research, and

outlook, Renew. Sustain. Energy Rev. 57 (2016) 1245–1259.

doi:10.1016/j.rser.2015.12.189.

Muliawan, A., & Yani, A. (2016). Analisis Daya Dan Efisiensi Turbin Air Kinetis

Akibat. Journal of Sainstek, 8(1), 1–9.

Pudjanarsa, A., & Nursuhud, D. (2013). Mesin Konversi Energi. (F. S. Suyantoro,

Ed.) (3rd ed.). Yogyakarta.

Sule, L. (2015). Kinerja Yang Dihasilkan Oleh Kincir Air Arus Bawah Dengan

Sudu Berbentuk Mangkok * Luther Sule. Proceeding Seminar Nasional

Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV), (Snttm Xiv), 7–8.

S. Paudel, M. Weber, D. Geyer, N. Saenger, Zuppinger Water Wheel for Very Low-

Head Hydropower Application, in: Mar. Hydro Power, 2017: pp. 25–34.

doi:10.18690/978-961-286-055-4.3.

S. Paudel, N. Saenger, Dethridge wheel for pico-scale hydropower generation: An

21

experimental and numerical study, Earth Environ. Sci. 49 (2016).

doi:10.1088/1755-1315/49/10/102007.

S. Paudel, N. Saenger, Effect of channel geometry on the performance of the

Dethridge water wheel, Renew. Energy. (2017).

doi:10.1016/j.renene.2017.08.043.

Tomo, R. C. (2017). Renewable Energy Resources (1st ed.). Jakarta Timur:

PERTAMINA.

Tumanggor, R. F. (2015). Studi Potensi Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro

(PLTMH) Di Sungai Purworejo Pekon Tambak Jaya Kecamatan Way Tenong

Kabupaten Lampung Barat Provinsi Lampung.

Wolter, C. (2016). The breastshot waterwheel: Design and model tests, (January

2004). https://doi.org/10.1680/ensu.157.4.203.56897

Yani, A., & Erianto, R. (2016). Pengaruh Variasi Bentuk Sudu Terhadap Kinerja

Turbin Air Kinetik (Sebagai Alternatif Pembangkit Listrik Daerah Pedesaan),

5(1), 1–6.

Zainuddin, H., Yahaya, M. S., Lazi, J. M., Basar, M. F. M., & Ibrahim, Z. (2009).

Design and Development of Pico-hydro Generation System for Energy

Storage Using Consuming Water Distributed to Houses. Water, 3(11), 154–

159.

22

Lampiran Abstrak Submit The 2019 Confast

Lampiran Full Paper Seminar Nasional TEKNOKA

pengaruh perubahan bentuk dethridge wheel terhadap

Documents